The vertical structure of the atmospheric boundary layer over the central Arctic Ocean

The tropopause height and the atmospheric boundarylayer （PBL） height as well as the variation of inversion layer above the floating ice surface are presented using GPS （global position system ） radiosonde sounding data and relevant data obtained by Chinas fourth arctic scientific expedition team over the central Arctic Ocean （86°-88°N, 144°-170°W） during the summer of 2010. The tropopause height is from 9.8 to 10.5 km, with a temperature range between -52.2 and -54.10C in the central Arctic Ocean. Two zones of maximum wind （over 12 m/s） are found in the wind profile, namely, low- and upper-level jets, located in the middle troposphere and the tropopause, respectively. The wind direction has a marked variation point in the two jets from the southeast to the southwest. The average PBL height determined by two methods is 341 and 453 m respectively. These two methods can both be used when the inversion layer is very low, but the results vary significantly when the inversion layer is very high. A significant logarithmic relationship exists between the PBL height and the inversion intensity, with a correlation coefficient of 0.66, indicating that the more intense the temperature inversion is, the lower the boundary layer will be. The observation results obviously differ from those of the third arctic expedition zone （800-85° N）. The PBL height and the inversion layer thickness are much lower than those at 870-88° N, but the inversion temperature is more intense, meaning a strong ice- atmosphere interaction in the sea near the North Pole. The PBL structure is related to the weather system and the sea ice concentration, which affects the observation station.     

大陆深部地壳物质成分识别方法综述

本文系统总结了大陆深部地壳物质成分识别研究方法和元素丰度合理性检验的方法,以期为大陆深部地壳物质成分探测提供技术方法体系。深部地壳物质成分识别的主要方法有:①因构造运动抬升出露到地表的中下地壳剖面;②地表出露的高级变质地体;③产于火山岩中的深部地壳捕掳体,如麻粒岩捕掳体;④地球物理测深资料与深部岩石物理性质的高温高压实验测定结果之间的拟合和⑤壳源岩浆岩源区地球化学示踪。元素丰度合理性检验的方法主要有地表热流和元素比值法。     

赣南八仙脑钨矿区氟磷锰矿的发现及地质意义初析

对赣南八仙脑钨矿区发现的氟磷铁锰矿进行了激光拉曼光谱、X射线粉晶衍射和电子探针成分研究,显示该种矿物为接近锰端元的氟磷锰矿。氟磷锰矿中含有丰富的气液两相包裹体,大者超过150μm,且多为气/液比小于1的富液相包裹体。拉曼光谱显示,气相组分中不仅含有H2O,还含有CH4、CO2,而液相组分则以H2O为主。氟磷锰矿在含钨石英脉中出现,且空间上与石英、萤石等脉石矿物密切共生,说明八仙脑钨矿床成矿流体具有富氟富磷的特征。此外,根据矿石中氟磷锰矿的存在,也可以初步判断相关的花岗岩体可能是富氟的花岗岩。     

Source apportionment and distribution of atmospheric mercury in urban Beijing,China

The concentration of gaseous elemental mercury (GEM) in the atmosphere of urban Beijing was measured from October 2003 to September 2004 to investigate the origins and spatial-temporal variations of atmospheric Hg. The mean value of Hg concentration is 17.1 ng·m-3 (n=653). The atmospheric Hg data showed spatial-temporal variations throughout the duration of our observation. The maximum GEM concentration (53.7 ng·m-3) was observed at Gucheng in the western area of urban Beijing. The GEM concentrations increased from the north to the south of the studied area, and were higher in winter than in summer. The highest and lowest monthly averages of GEM concentrations were measured to be 23.3 and 4.1 ng·m-3 in January and July, respectively. In addition, GEM concentrations are higher in the daytime than at night in Autumn and from 14 March to 15 April, but daily GEM variation showed an inverse pattern from 22 April to 22 May. In winter, two peak values of GEM concentrations occurred at 13:30 and 21:30. Daily variation of GEM concentrations in summer was the lowest in the four seasons. Mercury from coal combustion was estimated to be the main source of anthropogenic emissions in Beijing from October 2003 to September 2004. Additionally, Hg emission from natural gas burning was estimated to be another dominant source of atmospheric Hg in Beijing.     

攀枝花市大气降尘的地球化学特征

运用ICP-MS和ICP-OES分析了攀枝花市不同时段不同地点大气降尘中重金属元素含量,并对大气降尘中重金属的地球化学特征进行了分析,得出以下结论:①攀枝花市大气尘中As、Co、Mn、Pb、Ti、V的含量,与四川省其他城市相比均偏高,Zn的含量相对较低;②Cd、Mn、Pb主要分布在冶炼区和石灰石矿区,Co、Cu、Ti主要分布在石灰石矿区,Cr和V主要分布在冶炼区,As在仁和河富集较为富集,Zn集中在排土场附近,Fe集中在冶炼区和煤矿区;③除Pb外,其余十种元素旱季含量基本都高于雨季,而雨季Pb的含量却明显高于旱季。通过主成份分析,得出了在攀枝花市大气降尘中,重金属元素的来源主要为矿山污染和开采过程中产生的废水、废气。     

滑带土的研究进展

滑带土是滑坡的重要组成部分,与滑坡的发展演化和稳定性密切相关.开展滑带土的研究是滑坡工程地质研究的基础内容,并已逐渐成为该领域的研究热点.目前有关滑带土的研究成果主要集中在滑带土物理力学性质方面,而针对滑带土强度的控制因素和机理研究还比较欠缺.在简要总结了滑带的识别、滑带土分类和强度特性等研究现状的基础上,着重从滑带土微观结构、矿物成分、地球化学特征和形成机理等,及其对滑带土强度特性的影响进行了综述与分析.研究结果认为:除了滑带的识别、滑带土的分类及其强度特征的研究需要进一步加强外,应不断拓宽滑带土的研究领域,深化对滑带土强度本质因素认识;应重视滑带土微观结构在不同条件下的变化规律、粘土矿物成分、元素地球化学特征、微生物、水一岩(土)相互作用、渗透性以及水化学等综合作用对滑带土强度影响的研究;从发展演化的活动论观点系统研究滑带土的形成过程,探索滑带土中所蕴含的滑坡发展演化与环境变化的信息.     

强烈气洗作用导致原油成分变化的定量计算:以库车坳陷天然气藏为例

库车坳陷以产天然气为主,同时产出少量原油和凝析油,油气充注不同步,普遍具有"油早气晚"的特点,晚期大量天然气的侵入,必然对早期聚集的油藏发生改造作用。对气藏中原油成分变化的定量计算和讨论,可为天然气的注入强度定量评价提供直接证据。未遭受气洗的原油,正构烷烃摩尔浓度的对数与相应的碳数呈线性关系,而气洗作用可使轻组分的正构烷烃最先溶解于干气中,并随着天然气继续向前运移,原始油藏中的轻组分正构烷烃大大减少。以此为理论基础,建立了正构烷烃损失的定量计算模型。结果表明克拉2构造原油正构烷烃损失程度最高,平均可达70%左右,大北构造带原油正构烷烃损失程度差异较大,与该地区断块发育有关。气洗作用导致原油正构烷烃减少,而金刚烷、多环芳烃等在天然气中溶解度较低的化合物得以浓缩富集,相对含量大大增加。轻芳烃含量也会随之而增加,原油芳香度增加,石蜡度降低。在模拟实验基础上对气洗程度进行了定量评价,初步估算表明,克拉2构造原油遭受的气洗作用最强,是其他构造带的2～5倍。     

通过第一性原理预测内地核的成分与结构

内地核成分与结构的确定一直是地球深部研究的重要课题。目前地核的公认成分是铁和少量的镍。但由于地核密度低于纯粹的铁镍合金(固态内核2%～3%,液态外核6%～7%),其中必定掺杂有一定量的轻元素,其种类与浓度有待确定。除成分外,地核条件下铁的晶体结构也存在争议。根据地震学观测,声波沿地轴方向的传播速度比赤道平面方向快大约3%～4%。这意味着内地核是各向异性的;但在极端高压下,晶体结构中的原子应该按致密的密排六方结构(h.c.p)排列,而h.c.p结构对声波传输是高度各向同性的,这就需要确定地核条件下铁的晶体结构。根据第一性原理计算得到的高压下体系能量以及爱因斯坦谐振子模型,本项研究估算了给定结构的自由能以及掺杂轻元素后的影响。根据计算结果可以定性的分析得出,在高压OK下致密的h.c.p结构显然比疏松的体心立方(b.c.c)更稳定;而随着温度的升高,原子核的振动造成b.c.c结构的自由能比h.c.p结构下降得更快,因此在高温下b.c.c结构更稳定;掺杂轻元素后,这种优势变得更加明显,而3.6at.%的Si则恰好同时解释了2%～3%的密度缺失和b.c.c结构在内地核条件下的稳定性。因此我们建议内地核的基本结构与成分应为以体心立方结构存在的铁,掺杂约3.6at.%的硅元素,内地核温度至少在5500K以上。这一结论与其它更复杂的方法得到的结果一致。     

基于PCP-C耦合模型的流域洪水分类研究

洪水过程受多要素综合影响,因此多指标的综合分类方法成为目前洪水分类研究的主要趋势.针对目前多指标洪水综合分类方法中存在的诸多不足,可采用主成分投影-聚类(PCP-C)耦合模型进行洪水分类.该方法首先对原始指标数据进行无量纲化(均值化)处理,再对处理后的数据矩阵进行正交变换,由此将原指标转换成彼此正交的综合指标,并利用各主成分设计一个理想决策向量,以各被评价对象相应的决策向量在理想决策方向上的投影值作为一维的综合分类指标.最后通过对各分类样本的一维投影值的聚类分析,得到分类结果.实例分析表明,建议方法简单,模型构建容易,计算简便,分类直观简洁,可行性强.     

河北省南部平原区大气降尘来源及分布特征

从2007年11月到2008年11月,采用被动方式在河北省南部平原区域采集了48个点的大气沉降样品,分析了Al、K、Ca、Cr、Cd、Pb、Se、Mo、I、F、S等21种元素的含量。在计算了各元素之间相关性和富集因子的基础上,得出河北南部平原区大气降尘的物质来源以土壤颗粒物为主,在此基础上叠加了燃煤污染。大气降尘输入通量的结果表明,河北省南部平原区的大气质量明显低于北京平原区。省内对比表明,沧州地区绝大多数元素输入通量最大,而邯郸地区最低,省会石家庄以燃煤元素(Cd、Hg、Mo、Se)的输入通量最大为特征。